Производительность сети относится к показателям качества обслуживания сети с точки зрения потребителя.
Существует множество различных способов измерения производительности сети, поскольку каждая сеть отличается по своей природе и конструкции. Производительность также можно смоделировать и смоделировать вместо измерения; одним из примеров этого является использование диаграмм перехода состояний для моделирования производительности очередей или использования сетевого симулятора.
Показатели эффективности
Следующие меры часто считаются важными:
- Пропускная способность, обычно измеряемая в битах в секунду, - это максимальная скорость передачи информации.
- Пропускная способность - это фактическая скорость передачи информации.
- Задержка - задержка между отправителем и получателем, декодирующими его, в основном это функция времени прохождения сигналов и времени обработки в любых узлах, через которые проходит информация.
- Изменение джиттера задержки пакета на приемнике информации
- Коэффициент ошибок - количество поврежденных битов, выраженное в процентах или долях от общего числа отправленных.
Пропускная способность
Доступная полоса пропускания канала и достижимое отношение сигнал / шум определяют максимально возможную пропускную способность. Как правило, невозможно отправить больше данных, чем требуется теоремой Шеннона-Хартли .
Пропускная способность
Пропускная способность - это количество сообщений, успешно доставленных за единицу времени. Пропускная способность контролируется доступной полосой пропускания, а также доступным соотношением сигнал / шум и аппаратными ограничениями. Пропускная способность для целей этой статьи будет пониматься как измеренная по прибытию первого бита данных в приемник, чтобы отделить концепцию пропускной способности от концепции задержки. В обсуждениях этого типа термины «пропускная способность» и «полоса пропускания» часто используются как синонимы.
Окно времени это период , в течение которого измеряется пропускная способность . Выбор подходящего временного окна часто будет доминировать при расчетах пропускной способности, и то, учитывается ли задержка или нет, определяет, влияет ли задержка на пропускную способность или нет.
Задержка
Скорость света налагает минимальное время распространения всех электромагнитных сигналов. Невозможно уменьшить задержку ниже
где s - расстояние, а c m - скорость света в среде. Это примерно означает 1 дополнительную миллисекунду в оба конца (RTT) на 100 км / 62 мили расстояния между хостами.
Другие задержки также возникают в промежуточных узлах. В сетях с коммутацией пакетов задержки могут возникать из-за очередей.
Джиттер
Джиттер - это нежелательное отклонение от истинной периодичности предполагаемого периодического сигнала в электронике и телекоммуникациях , часто по отношению к источнику опорных тактовых импульсов . Джиттер может наблюдаться в таких характеристиках, как частота последовательных импульсов, амплитуда сигнала или фаза периодических сигналов. Джиттер является значительным и обычно нежелательным фактором при проектировании почти всех каналов связи (например, USB , PCI-e , SATA , OC-48 ). В приложениях для восстановления тактовой частоты это называется временным джиттером . [1]
Частота ошибок
В цифровой передаче , число битовых ошибок является количеством принятых бит одного потока данных над каналом связи , которые были изменены из - за шум , помехи , искажений или битой синхронизацию ошибок.
Коэффициент ошибок по битам или коэффициент ошибок по битам ( BER ) - это количество ошибок по битам, деленное на общее количество переданных битов за исследуемый интервал времени. BER - это безразмерная мера производительности, часто выражаемая в процентах .
Бит вероятность ошибки р е это среднее значение из BER. BER можно рассматривать как приблизительную оценку вероятности битовой ошибки. Эта оценка точна для длительного интервала времени и большого количества битовых ошибок.
Взаимодействие факторов
Все вышеперечисленные факторы в сочетании с требованиями пользователей и их восприятием играют роль в определении воспринимаемой «скорости» или полезности сетевого подключения. Взаимосвязь между пропускной способностью, задержкой и взаимодействием с пользователем наиболее точно понимается в контексте совместно используемой сетевой среды и как проблема планирования.
Алгоритмы и протоколы
Для некоторых систем задержка и пропускная способность связаны между собой. В TCP / IP задержка также может напрямую влиять на пропускную способность. В соединениях TCP большой продукт задержки соединения с высокой задержкой в сочетании с относительно небольшими размерами окна TCP на многих устройствах фактически приводит к резкому падению пропускной способности соединения с высокой задержкой с задержкой. Это можно исправить с помощью различных методов, таких как увеличение размера окна перегрузки TCP, или более радикальных решений, таких как объединение пакетов, ускорение TCP и прямое исправление ошибок , которые обычно используются для спутниковых каналов с большой задержкой.
Ускорение TCP преобразует пакеты TCP в поток, подобный UDP . Из-за этого программное обеспечение для ускорения TCP должно предоставлять свои собственные механизмы для обеспечения надежности канала с учетом задержки и пропускной способности канала, и оба конца канала с высокой задержкой должны поддерживать используемый метод.
На уровне управления доступом к среде (MAC) также решаются проблемы производительности, такие как пропускная способность и сквозная задержка.
Примеры систем с преобладанием задержки или пропускной способности
Многие системы можно охарактеризовать как доминирующие либо из-за ограничений пропускной способности, либо из-за ограничений задержки с точки зрения полезности или опыта конечного пользователя. В некоторых случаях жесткие ограничения, такие как скорость света, представляют собой уникальные проблемы для таких систем, и ничего нельзя сделать, чтобы исправить это. Другие системы допускают значительную балансировку и оптимизацию для лучшего взаимодействия с пользователем.
спутник
Для телекоммуникационного спутника на геостационарной орбите длина пути между передатчиком и приемником составляет не менее 71000 км. [2], что означает минимальную задержку между запросом сообщения и его получением или задержку 473 мс. Эта задержка может быть очень заметной и влияет на услуги спутниковой связи независимо от доступной пропускной способности.
Связь в глубоком космосе
Эти соображения относительно большой длины пути усугубляются при обмене данными с космическими зондами и другими целями дальнего действия за пределами атмосферы Земли. Сеть дальнего космоса, внедренная НАСА, является одной из таких систем, которая должна справляться с этими проблемами. GAO раскритиковал текущую архитектуру, в основном из-за задержки. [3] Было предложено несколько различных методов для обработки прерывистой связи и длительных задержек между пакетами, например, сеть, допускающая задержку . [4]
Еще более глубокое космическое общение
На межзвездных расстояниях возникают огромные трудности в разработке радиосистем, которые могут достичь любой пропускной способности. В этих случаях поддержание общения является более серьезной проблемой, чем то, сколько времени занимает это общение.
Автономный перенос данных
Транспортировка почти полностью связана с пропускной способностью, поэтому физическая доставка резервных ленточных архивов по-прежнему в основном осуществляется автотранспортом.
Смотрите также
8989u88g68og8yh7gf6ggjhvtygvtyvytctyicgh
Заметки
- ^ Wolaver, 1991, p.211
- ↑ Родди, 2001, 67 - 90
- ^ Счетное управление правительства США (GAO), 2006
- ↑ Кевин Фолл, 2003
Рекомендации
- Раппапорт, Теодор С. (2002). Беспроводная связь: принципы и практика (2-е изд.). Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall PTR. ISBN 0-13-042232-0.
- Родди, Деннис (2001). Спутниковая связь (3-е изд.). Нью-Йорк [ua]: Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-137176-1.
- Фолл, Кевин, "Сетевая архитектура, допускающая задержку, для уязвимых Интернет-сетей" , Корпорация Intel, февраль 2003 г., документ №: IRB-TR-03-003
- Отчет Счетной палаты правительства (GAO) 06-445, ГЛУБОКАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СЕТЬ НАСА: Текущая структура управления не способствует эффективному согласованию ресурсов с будущими требованиями, 27 апреля 2006 г.